Vyhodnocení rizik vlivu sekundární resuspenze prachových částic z termicky aktivních odvalů.

Michal Vaštyl

Doctoral thesis

Evaluation of the Risk od Secondary Impact of Resuspension of Dust Particles from Thermally Active Dumps.

Abstract:

V minulosti vzniklo na Ostravsku několik desítek odvalů, které jsou pozůstatkem těžby černého uhlí. V dřívějších letech nebyly známy technologie, které by dokázaly zbavit hlušinu uhelných substancí, proto byla směs uhlí a hlušiny ukládaná na odvalech. Díky tomu docházelo často k samovznícení odvalů, z nichž některé jsou aktivní dodnes. Termicky aktivní odvaly negativně ovlivňují ovzduší anorganickými, organickými a plynnými emisemi. V rámci disertační práce se výzkum zaměřil na vybrané aktivní odvaly, jmenovitě se jedná o odval Ema, Hedvika a Heřmanice. Disertační práce se zabývá měřením vybraných toxických kovů (As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, V a Zn) na PMx, v půdě a na zelené hmotě (listech) období červenec 2017 až duben 2018 a také vytvoření nových aparatur pro odběry PMx a PAHs. Toxické kovy v půdě byly posuzovány dle metodických pokynů MŽP - Indikátory znečištění a dále vyhodnoceny pomocí indexu geoakumulace. Podle indikátoru znečištění MŽP je na všech termicky aktivních odvalech překročen limit u arsenu 5–15 ×, ostatní kovy jsou pod limitem. U indexu geoakumulace všechny hodnoty vykazují první stupeň (neznečištěné až středně kontaminované), jen vzorek z odvalu Heřmanice vykazuje u arsenu stupeň dvě (mírně kontaminované). Na odvalech Hedvika a Heřmanice se nejčastěji vyskytují prachové částice o velikosti 10–25 μm v procentuálním zastoupení 25,2–25,4 %. Toxické kovy na PMx byly nejvíce zastoupeny na odvale Heřmanice. Nejvyšší naměřené koncentrace byly analyzovány u Cu = 429 mg kg-1, V = 239 mg kg-1 a As = 223 mg kg-1. Na odvale Heřmanice byly v půdě naměřeny nejvyšší koncentrace toxických kovů u Zn (164 mg kg-1), V (135 mg kg-1) a Pb (89 mg kg-1) a na odvale Ema u Cr (187 mg kg-1). Zelená hmota (listy) vykazuje největší rozdíl u vzorků omytých a neomytých, kde u Zn (169 mg kg-1) z odvalu Heřmanice a u vzorku z odvalu Hedvika Cr (16 mg kg-1), u ostatních kovů jsou hodnoty rozmezí 1-10 mg kg-1 sušiny. V rámci výzkumu byly provedeny i SEM analýzy, které poukázaly, že v analyzovaných vzorcích se vyskytoval toxický kov pouze na odvale Ema (V = 0,20 % hm) a na odvale Heřmanice (Cr = 2,01 % hm).

Abstract:

In the past, several tens of dumps, which are the remains of black coal mining, originated in the Ostrava region. In earlier years, there were no technologies known to get rid of coal-based dirt, so a mixture of coal and tailings was bloated. This has often resulted in the self-extinguishing of ditches, some of which are still active today. Thermally active dumps adversely affect the atmosphere through inorganic, organic and gaseous emissions. In the dissertation the research focused on selected active dumps, namely the Ema, Hedvika and Hermanice. The dissertation deals with the measurement of selected toxic metals (AS, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, V and Zn) on PMx, soil and green masses (leaves) from July 2017 to April 2018 and also the creation of new collection devices PMx and PAHs. Toxic metals in the soil were assessed according to the methodological guidelines of the Ministry of the Environment - Pollution Indicators and further evaluated using the geoaccumulation index. According to the pollution indicator of the Ministry of the Environment, the arsenic limit is 5–15 × exceeded on all thermally active dumps, the other metals are below the limit. For the geoaccumulation index, all values show the first stage (unpolluted to moderately contaminated), only the sample from the dumps Hermanice shows a degree of arsenic of two (slightly contaminated). At the dumps of Hedvika and Hermanice the most frequent particles are 10-25 μm in the percentage of 25,2–25,4 %. Toxic metals on PMx were most represented at Hermanice. The highest measured concentrations were analyzed at Cu = 429 mg kg-1, V = 239 mg kg-1 and As = 223 mg kg-1. The highest concentrations of toxic metals in Zn (164 mg kg-1), V (135 mg kg-1) and Pb (89 mg kg-1) and in the soil Ema and Cr (187 mg kg-1). Green matter (leaves) show the largest difference in washed and unblended samples, where Zn (169 mg kg-1) from dumps Hermanice and Hedvika Cr sample (16 mg kg-1), with other metals ranging from 1-10 mg kg-1 dry matter. SEM analyzes were also carried out in the study, which showed that the toxic metal contained only the Ema (V = 0.20 % wt) and the Hermanice (Cr = 2.01 % wt) in the analyzed samples.

Keywords

As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, V, Zn, toxické kovy, odval Ema, odval Hedvika, odval Heřmanice, termicky aktivní odval, XRF analýza

Keywords

As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, V, Zn, toxic metal, heavy metal, dump Ema, dump Hedvika, dump Hermanice, thermally active dump, XRF analysis

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 6. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 12. 7. 2018
• Supervisor: Eva Pertile
• Reader: Václav Dombek, Peter Andráš, Juraj Ladomerský

VŠB - Technical University of Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Doctoral programme / field:
Inženýrská ekologie / Ochrana životního prostředí v průmyslu